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基础设施过去、现在和未来案例集/PJM互联

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PJM互联是一个区域输电组织 (RTO),负责监督美国中大西洋和中西部地区的电力网和批发电力市场的运营。虽然它最初服务于宾夕法尼亚州-新泽西州-马里兰州地区,也因此得名PJM,但如今它为13个州提供能源。它属于联邦能源监管委员会 (FERC) 的管辖范围,FERC是能源部下属的一个独立监管机构。PJM是北美最大、最复杂的电网运营商之一。

以下是PJM的概述: 

起源和发展:PJM可以追溯到20世纪20年代,当时它被称为宾夕法尼亚州-新泽西州互联 (PNI),成立目的是协调这些州的公用事业公司之间的电力传输。随着时间的推移,它的范围扩展到包括来自其他州的公用事业公司,最终在20世纪80年代发展成为PJM互联。

独立系统运营商 (ISO): PJM于1997年成为美国第一个ISO,从而将电网运营和管理与发电权所有权分离。这种方法促进了批发电力市场内的竞争和效率。 

批发电力市场: PJM管理着世界上最大的批发电力市场,促进发电机、输电权所有者和各种市场参与者之间的电力交易。这些市场确保以可靠且经济的方式向消费者提供电力。

电网管理: PJM负责管理高压输电网,确保电力可靠、高效地传输到其管辖范围内的数百万消费者。它协调传输规划、维护和运营,以维护电网的可靠性和稳定性。

可再生能源的整合: PJM在将风能和太阳能等可再生能源纳入其电网方面发挥了先锋作用。它实施了市场法规和运营协议,以适应可再生发电的间歇性,同时保障电网的可靠性。

挑战和努力: PJM面临着各种挑战,包括不断变化的能源政策、技术进步和不断变化的市场动态。它致力于通过市场改革、电网现代化努力和弹性规划等举措来应对这些挑战。

从本质上讲,PJM在确保一个广阔而多元的地区电力网的可靠和高效运营方面发挥着至关重要的作用。它促进了竞争性电力市场,同时积极推动清洁和可再生能源资源的整合。

时间线

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1927年:联邦电力委员会 (FPC) 授权成立宾夕法尼亚州-新泽西州互联 (PNI),后来成为PJM互联。

1947年:PNI正式成立,成为宾夕法尼亚州和新泽西州公用事业公司的自愿协会,以协调规划和运营。

1960年代-1970年代:PNI扩展了其成员资格,包括来自其他州的公用事业公司,成为宾夕法尼亚州-新泽西州-马里兰州互联 (PJMI)。

1980年代:PJMI继续发展,涵盖特拉华州和哥伦比亚特区的公用事业公司,并更名为PJM互联。

1997年:PJM成为美国第一个独立系统运营商 (ISO),将电网运营和管理与发电权所有权分离。

2000年代: PJM实施了各种市场改革,并引入了竞争性批发电力市场,以促进效率和可靠性。

2001年: FERC将PJM指定为RTO。 

2002年:PJM成为美国第一个完全运作的RTO。

2005年:PJM推出了世界上最大的批发电力市场,涵盖美国东部的大部分地区。

2010年代:PJM继续扩大其业务范围并增强其电网管理能力,整合可再生能源资源,提高电网弹性。

2018年:PJM启动了一个利益相关者流程,以解决与州补贴资源及其对竞争市场的影响相关的挑战。

2020年代:PJM在不断变化的能源政策、技术进步和不断变化的市场动态方面面临着持续的挑战,同时努力维持电网的可靠性和可负担性。

2024年:PJM实施了新的市场规则和运营程序,以应对新出现的挑战,确保电网的有效运营。

资金和融资

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要了解PJM互联(美国最大的电网运营商之一),就需要了解其独特的组织结构、收入来源和财务体系。PJM维护着一个批发电力市场,服务于13个州和哥伦比亚特区的部分地区,管理着该地区批发电力的运输。

会员费:PJM是一个会员制组织,其主要收入来源是其成员公用事业公司。这些公用事业公司根据其峰值负荷和市场参与度支付会员费。这些会费用于支持运营支出,例如系统维护、市场运营和管理费用。

市场收入:PJM运营着各种批发电力市场,包括能源、容量和相关服务。它通过向发电机和供应商等市场参与者收取市场费用、交易费用和罚款来获得收入。这些收入通过为运营和电网基础设施投资提供资金,极大地促进了PJM的财务可持续性。

输电财务:PJM从其输电服务中获得资金。它向其输电系统(包括发电机、公用事业公司和其他市场参与者)的客户收取输电价格。联邦能源监管委员会 (FERC) 监管这些关税,这些关税取决于输电能力利用率等因素。

赠款和联邦资金:PJM可能会获得针对特定举措的赠款和联邦资金,这些举措旨在提高电网的可靠性、弹性和现代化。例如,能源部 (DOE) 和国土安全部 (DHS) 等联邦实体可能会为网络安全项目或电网增强提供资金。但是,这种资金通常只占PJM总收入中的一小部分,而会员费和市场收入占的比例更大。

债务融资:与许多大型基础设施公司一样,PJM可能会使用债务融资为电网扩张、维护和技术改进方面的资本投资提供资金。这可能包括发行债券或从金融机构获得贷款。债务融资使PJM能够将大型支出的费用在一段时间内分摊,同时使用其稳定的收入来源来履行债务义务。

投资收益:PJM可能会通过将财务储备投资于债券、货币市场基金或其他低风险资产等生息工具来产生收入。这种投资收益增加了财务自由度,并且可以增加来自其他来源的收入。

制度安排 - 监督和维护

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制度安排

区域输电组织 (RTO):PJM是一个RTO,它是一个独立的实体,负责协调其管辖范围内的输电网和批发电力市场的运作。作为RTO,PJM受一套规则、协议和治理结构的约束,这些结构确保了公平、高效的市场运营。

利益相关者治理:PJM的决策过程包括来自多元化利益相关者群体的意见,包括公用事业公司、发电机、消费者和州监管机构。这种利益相关者治理模式确保在制定规则、法规和市场设计时考虑多种观点。

监管监督:PJM受到多个监管机构的监督,包括联邦能源监管委员会 (FERC) 和州公共事业委员会。这些监管机构评估和批准PJM的关税、市场规则以及运营的其他关键方面,以确保监管合规性和市场效率。

监督

监管监督:FERC和州PUC监测PJM的运营,以维护监管合规性,维护消费者和市场参与者的利益。FERC监督批发电力市场,而州PUC负责零售电力市场和消费者保护。

市场监测:PJM具有市场监测功能,可以检测和减轻市场操纵、反竞争行为和其他效率低下问题。市场监测确保了PJM足迹内批发电力市场的完整性和竞争力。

独立市场监督机构 (IMM):PJM 聘请了一位独立市场监督机构 (IMM),作为市场运作和参与者行为的公正监督机构。IMM 将其调查结果和建议提交给 PJM 的利益相关方、联邦能源监管委员会 (FERC) 和州监管机构。


维护

系统运营:PJM 负责输电系统的日常运营,包括电网可靠性监测、电网拥堵管理和电网维修协调。PJM 的电网运营商确保电力系统可靠安全地运行,应对供需的实时变化。

基础设施投资:PJM 负责监督旨在维护和提高输电系统可靠性和弹性的电网基础设施投资。这些支出包括对输电线路、变电站和其他电网基础设施的改造,以应对电力需求和发电模式的变化。

市场设计和规则:PJM 不断审查和修改其市场设计和规则,以反映不断变化的市场状况、技术改进和监管需求。这种持续的维护确保 PJM 批发电力市场高效、竞争且能够抵御中断。

总之,PJM 互联的制度安排、监督机制和维护实践旨在确保电力网和批发电力市场的持续运行,促进市场效率,并保护消费者和市场参与者的利益。

案例叙述

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PJM 互联案例是一个多方面的案例,重点关注其建立、运营流程和监管监督。PJM 起源于 20 世纪初的宾夕法尼亚-新泽西互联 (PNI),现已发展成为一个重要的区域输电组织 (RTO),管理着美国中大西洋和中西部地区 13 个州的电网和批发电力市场。

PJM 的核心运营是作为一家独立的公司,与发电机所有权分离,以确保输电网的可靠性并促进具有竞争力的批发能源市场。其建设需要参与公用事业的共同努力,最初来自宾夕法尼亚州和新泽西州,通过政府拨款和贷款、纳税人付款和企业投资。

PJM 的制度体系包括利益相关方治理、监管监督和市场监测措施。利益相关方,例如公用事业、发电机、消费者和州监管机构,积极参与决策过程,确保在制定规则和运营市场时考虑各种观点。联邦能源监管委员会 (FERC) 和州公用事业委员会 (PUC) 监管 PJM 的运营,以保护市场完整性和消费者利益。

PJM 的监督包括日常电网运营、基础设施投资和市场设计。PJM 的电网运营商维护电网稳定性,控制拥堵,并协调维修工作以保护电力系统的安全性。基础设施投资用于改进输电资产,并适应不断变化的电力需求和发电趋势。市场设计和规则不断审查和修改,以反映不断变化的市场情况、技术改进和监管约束。

PJM 的市场监测作用以及独立市场监督机构 (IMM) 的存在对其运营效率至关重要。IMM 充当监督机构,发现和减少市场操纵和反竞争行为,同时促进市场竞争和透明度。


总的来说,PJM 互联案例证明了合作治理、有效的监管监督和积极维护在确保电网可靠性和促进大型多元化地区的竞争性批发电力市场方面的价值。

关键问题

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一些关键问题影响着 PJM 互联,从运营挑战到监管和市场相关问题。以下是一些关键问题

容量市场改革:PJM 的容量市场,其确保有足够的发电能力满足未来的能源需求,遇到了相当大的障碍。供应过剩、补贴资源扭曲市场价格以及 FERC 关于容量市场规则的裁决,都促使 PJM 提出容量市场设计改进建议,以在解决市场扭曲的同时保持可靠性。

州政策和补贴资源:州政策,例如可再生能源配额和清洁能源补贴,导致补贴资源涌入 PJM 市场。这种涌入可能会影响市场价格并降低已建立的发电机的竞争力,引发对市场效率和可靠性的担忧。

电网弹性和可靠性:PJM 在应对灾难性天气事件、网络威胁和老化基础设施方面,在确保电网弹性和可靠性方面存在问题。确保电网能够承受干扰并迅速恢复,从而为消费者提供稳定的电力供应至关重要。

输电规划和扩展:随着能源格局随着可再生能源资源的纳入而发生变化,PJM 必须进行大量的输电规划和扩展工作,以适应不断变化的发电组合。识别和投资关键的输电基础设施对于确保 PJM 范围内电力可靠高效分配至关重要。

市场监测和执法:PJM 的市场监测和执法流程对于维护市场完整性和竞争力至关重要。尽管如此,关于市场操纵、反竞争行为和执法效率的担忧仍然存在。改进市场监测和执法程序对于确保公平透明的批发电力市场至关重要。

电网现代化和技术整合:PJM 必须解决电网现代化和技术整合带来的问题和机遇。采用先进技术,例如复杂的电网分析、储能和分布式能源资源,可以提高电网的灵活性、效率和弹性。但是,将这些技术纳入 PJM 的运营需要克服监管、技术和市场挑战。

环境和气候问题:PJM 面临越来越大的压力,要求其将环境和气候问题纳入其运营和市场设计。向更清洁的能源来源过渡,减少温室气体排放,并促进能源效率对于减缓气候变化和实现可持续发展目标至关重要。在环境目标与电网可靠性、可负担性和市场竞争力之间取得平衡,是 PJM 面临的一个重大问题。

讨论问题

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  1. PJM 互联如何为确保其 13 个州范围内电网的可靠性和弹性做出贡献?
  2. 将可再生能源资源整合到 PJM 电网中面临哪些关键挑战和机遇?
  3. 州政策和清洁能源资源补贴如何影响 PJM 的批发电力市场和电网运营?
  4. PJM 在促进市场竞争和确保所有参与者公平的市场结果方面发挥了什么作用?
  5. PJM 如何解决与容量市场改革相关的担忧以及对可靠性和市场效率的潜在影响?
  6. PJM 可以采用哪些策略来加强电网现代化工作,并整合先进技术以提高电网的灵活性和效率?
  7. PJM 如何与利益相关方(包括公用事业、监管机构和消费者)合作,解决关键问题并塑造电网的未来?
  8. 不断变化的能源政策、技术进步和气候因素对 PJM 的运营和市场设计有何影响?
  9. PJM 如何在减少温室气体排放等环境目标与维护电网可靠性和可负担性之间取得平衡?
  10. 其他区域输电组织和电网运营商可以从 PJM 的经验和最佳实践中吸取哪些经验教训?

参考文献

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https://www.pjm.com/about-pjm/who-we-are

https://www.pjm.com/about-pjm

https://pjm.com/about-pjm/who-we-are/territory-served

https://www.ferc.gov/industries-data/electric/electric-power-markets/pjm

https://www.utilitydive.com/news/pjm-private-equity-power-pants-gas-ieefa/697129/

https://www.pjm.com/-/media/committees-groups/committees/fc/2023/20231214/20231214-item-03b---3q2023-pjm-unaudited-financial-statements.ashx

联邦能源监管委员会 (FERC),“批发电力市场参与协议”,https://www.ferc.gov/wholesale-electricity-markets/participation-agreement

美国能源部 (DOE),“电网现代化计划”,https://www.energy.gov/oe/grid-modernization-initiative

美国国土安全部 (DHS),“关键基础设施安全和弹性”,https://www.dhs.gov/topic/critical-infrastructure-security-and-resilience

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